Hướng dẫn đọc
Máy bơm nhiệt ngày nay đang thịnh hành, đặc biệt là ở châu Âu, nơi một số quốc gia đang nỗ lực cấm lắp đặt bếp và nồi hơi sử dụng nhiên liệu hóa thạch để ủng hộ các lựa chọn thân thiện với môi trường hơn, bao gồm cả máy bơm nhiệt tiết kiệm năng lượng.(Lò sưởi làm nóng không khí và phân phối không khí qua các đường ống khắp nhà, trong khi nồi hơi làm nóng nước để cung cấp nước nóng hoặc sưởi ấm bằng hơi nước.) Năm nay, chính phủ Hoa Kỳ bắt đầu đưa ra các ưu đãi về thuế cho việc lắp đặt máy bơm nhiệt, vốn thường có chi phí trả trước cao hơn so với lò nung truyền thống. nhưng về lâu dài sẽ hiệu quả hơn nhiều.
Trong lĩnh vực phương tiện sử dụng năng lượng mới, do dung lượng pin còn hạn chế nên ngành công nghiệp này cũng chuyển sang sử dụng máy bơm nhiệt.Vì vậy, có lẽ đã đến lúc tìm hiểu nhanh ý nghĩa của máy bơm nhiệt và chức năng của chúng.
Loại máy bơm nhiệt phổ biến nhất là gì?
Với tin đồn gần đây, bạn có thể ngạc nhiên khi biết rằng bạn đã sử dụngbơm nhiệt- bạn có thể có nhiều hơn một chiếc trong nhà và nhiều hơn một chiếc trong ô tô.Bạn chỉ không gọi chúng là máy bơm nhiệt: bạn sử dụng thuật ngữ "tủ lạnh" hoặc "điều hòa không khí".
Trên thực tế, những máy này là máy bơm nhiệt, có nghĩa là chúng di chuyển nhiệt từ nơi tương đối lạnh đến nơi tương đối nóng.Nhiệt truyền tự phát từ nóng sang lạnh.Nhưng muốn chuyển từ lạnh sang nóng thì cần phải “bơm” nó.Phép so sánh tốt nhất ở đây là nước, tự chảy xuống đồi nhưng cần được bơm lên đồi.
Khi bạn bơm nhiệt chứa trong một số loại kho lạnh (không khí, nước, v.v.) sang kho nóng, kho lạnh sẽ lạnh hơn và kho nóng sẽ nóng hơn.Đó thực sự chính là chức năng của tủ lạnh hoặc máy điều hòa không khí - nó truyền nhiệt từ nơi không cần thiết đến nơi khác và bạn không quan tâm liệu mình có lãng phí thêm một chút nhiệt hay không.
Làm thế nào để tạo ra một máy làm lạnh thực tế với một máy bơm nhiệt?
Cái nhìn sâu sắc quan trọng đã tạo ramáy bơm nhiệt xuất hiện vào đầu thế kỷ 19, khi một số nhà phát minh, bao gồm cả Jacob Perkins, nhận ra rằng họ có thể làm mát một thứ gì đó theo cách này mà không lãng phí chất lỏng dễ bay hơi đã bay hơi để làm mát.Họ lập luận rằng thay vì thải những hơi này vào khí quyển, tốt hơn là thu thập chúng, ngưng tụ chúng thành chất lỏng và tái sử dụng chất lỏng đó làm chất làm mát.
Đó chính là mục đích của tủ lạnh và điều hòa không khí.Chúng làm bay hơi chất làm lạnh dạng lỏng và sử dụng hơi lạnh để hấp thụ nhiệt từ bên trong tủ lạnh hoặc ô tô.Sau đó, họ nén khí và ngưng tụ lại thành dạng lỏng.Chất lỏng này bây giờ nóng hơn so với khi mới bắt đầu, vì vậy một phần nhiệt mà nó giữ có thể dễ dàng (có thể nhờ sự trợ giúp của quạt) truyền ra môi trường xung quanh - dù ở ngoài trời hay nơi nào khác trong nhà bếp.
Điều đó cho thấy: bạn rất quen thuộc với máy bơm nhiệt;Chỉ là bạn cứ gọi chúng là máy điều hòa không khí và tủ lạnh.
Bây giờ chúng ta hãy làm một thí nghiệm suy nghĩ khác.Nếu bạn có máy điều hòa không khí cửa sổ, bạn thậm chí có thể thực hiện nó như một thử nghiệm thực sự.Cài đặt ngược.Tức là cài đặt các điều khiển của nó bên ngoài cửa sổ.Làm điều này trong thời tiết khô ráo, mát mẻ.Điều gì sẽ xảy ra?
Đúng như bạn mong đợi, nó thổi không khí lạnh vào sân sau và tỏa nhiệt vào nhà bạn.Vì vậy, nó vẫn truyền nhiệt, giúp ngôi nhà của bạn thoải mái hơn bằng cách sưởi ấm.Chắc chắn, nó làm mát không khí bên ngoài, nhưng hiệu ứng đó sẽ trở nên tối thiểu khi bạn không sử dụng Windows.
Bây giờ bạn có một máy bơm nhiệt để sưởi ấm ngôi nhà của bạn.Nó có thể không phải là tốt nhấtbơm nhiệt, nhưng nó sẽ hoạt động.Hơn thế nữa, khi mùa hè đến, bạn còn có thể úp ngược nó lại và sử dụng như một chiếc điều hòa.
Tất nhiên, đừng thực sự làm điều đó.Nếu bạn thử, chắc chắn lần đầu tiên trời mưa và nước vào bộ điều khiển sẽ bị lỗi.Thay vào đó, bạn có thể mua cho mình một chiếc máy bơm nhiệt "nguồn không khí" thương mại sử dụng nguyên lý tương tự để sưởi ấm ngôi nhà của bạn.
Tất nhiên, vấn đề là rượu vodka đắt tiền và bạn sẽ nhanh chóng dùng hết rượu để làm nguội rượu.Ngay cả khi bạn thay thế vodka bằng loại cồn tẩy rửa rẻ hơn, bạn sẽ sớm phàn nàn về chi phí.
Một số thiết bị này có cái gọi là van đảo chiều, cho phép cùng một thiết bị thực hiện vai trò kép: chúng có thể bơm nhiệt từ ngoài vào hoặc từ trong ra ngoài, cung cấp cả nhiệt và điều hòa không khí, như mô tả bên dưới.
Tại sao máy bơm nhiệt hiệu quả hơn máy sưởi điện?
Máy bơm nhiệt hiệu quả hơn máy sưởi điện vì chúng không cần điện để tạo ra nhiệt.Điện năng được sử dụng bởi mộtbơm nhiệtcó tạo ra một ít nhiệt, nhưng quan trọng hơn là nó bơm nhiệt từ bên ngoài vào nhà bạn.Tỷ lệ nhiệt thoát vào nhà so với năng lượng truyền tới máy nén điện được gọi là hệ số hiệu suất, hay COP.
Một máy sưởi không gian điện đơn giản cung cấp toàn bộ nhiệt do bộ phận làm nóng điện tạo ra có COP bằng 1. Mặt khác, COP của bơm nhiệt có thể cao hơn rất nhiều.
Tuy nhiên, COP của bơm nhiệt không phải là giá trị cố định.Nó tỷ lệ nghịch với chênh lệch nhiệt độ giữa hai bể chứa nhiệt được bơm.Điều đó có nghĩa là, nếu bạn bơm nhiệt từ một bể chứa không quá lạnh đến một tòa nhà không quá nóng, thì COP sẽ có giá trị lớn, điều đó có nghĩa là máy bơm nhiệt của bạn sử dụng điện rất hiệu quả.Nhưng nếu bạn cố gắng bơm nhiệt từ một bể chứa cực lạnh vào một tòa nhà vốn đã ấm áp, giá trị COP sẽ giảm, đồng nghĩa với việc hiệu quả sẽ bị ảnh hưởng.
Kết quả đúng như những gì bạn mong đợi bằng trực giác: tốt nhất nên sử dụng thứ ấm nhất mà bạn có thể tìm thấy làm bình chứa nhiệt ngoài trời.
Máy bơm nhiệt nguồn không khí, sử dụng không khí ngoài trời làm nguồn nhiệt, là lựa chọn tồi tệ nhất trong vấn đề này vì không khí ngoài trời rất lạnh trong mùa sưởi ấm mùa đông.Tốt hơn nữa là máy bơm nhiệt nguồn từ mặt đất (còn gọi là máy bơm nhiệt địa nhiệt), vì ngay cả trong mùa đông, mặt đất ở độ sâu trung bình vẫn khá ấm.
Nguồn nhiệt tốt nhất cho máy bơm nhiệt là gì?
Vấn đề với nguồn đấtmáy bơm nhiệtlà bạn cần một cách để tiếp cận nguồn nhiệt bị chôn vùi này.Nếu có đủ không gian xung quanh nhà, bạn có thể đào mương và chôn một loạt đường ống ở độ sâu hợp lý, chẳng hạn như sâu vài mét.Sau đó, bạn có thể luân chuyển chất lỏng (thường là hỗn hợp nước và chất chống đông) qua các đường ống này để hấp thụ nhiệt từ mặt đất.Ngoài ra, bạn có thể khoan những lỗ sâu trên mặt đất và lắp đặt các đường ống thẳng đứng vào các lỗ này.Tuy nhiên, tất cả những thứ này sẽ trở nên đắt đỏ.
Một chiến lược khác dành cho một số ít người may mắn là trích nhiệt từ một vùng nước gần đó bằng cách nhúng một đường ống vào nước ở một độ sâu nhất định.Chúng được gọi là máy bơm nhiệt nguồn nước.Một số máy bơm nhiệt sử dụng chiến lược khác thường hơn là lấy nhiệt từ không khí thoát ra khỏi tòa nhà hoặc từ nước nóng năng lượng mặt trời.
Ở những vùng có khí hậu rất lạnh, việc lắp đặt máy bơm nhiệt nguồn mặt đất nếu có thể là điều hợp lý.Đây có lẽ là lý do tại sao hầu hết các máy bơm nhiệt ở Thụy Điển (nơi có số lượng máy bơm nhiệt bình quân đầu người cao nhất) đều thuộc loại này.Nhưng ngay cả Thụy Điển cũng có tỷ lệ lớn máy bơm nhiệt nguồn không khí, điều này trái ngược với tuyên bố chung (ít nhất là ở Hoa Kỳ) rằng máy bơm nhiệt chỉ thích hợp để sưởi ấm những ngôi nhà ở vùng có khí hậu ôn hòa.
Vì vậy, dù bạn ở đâu, nếu bạn có đủ khả năng chi trả chi phí trả trước cao hơn, lần tới khi bạn phải đưa ra quyết định về cách sưởi ấm ngôi nhà của mình, hãy cân nhắc sử dụng máy bơm nhiệt thay vì bếp nấu hoặc nồi hơi truyền thống.
Thời gian đăng: Oct-19-2023